本发明属于工艺品玻璃技术领域，具体涉及一种仿锆石玻璃及其制备方法和应用。
背景技术：
锆石又称锆英石，日本称之为“风信子石”，它是十二月生辰石，象征成功，是地球上形成最古老的矿物之一，透明者作为宝石，称锆石宝石。
锆石是天然宝石中折射率仅次于钻石、色散值很高的宝石，无色透明的锆石酷似钻石，是钻石很好的代用品。现在主要是由立方氧化锆晶体替代锆石，立方氧化锆主要是以冷坩埚等方法制得晶体，其整体需要生产周期较长，产量较低，无法大批量满足市场。
技术实现要素：
本发明的目的提供仿锆石玻璃及其制备方法和应用，以达到与锆石相同的折射率和密度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种仿锆石玻璃，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分：SiO2 8-12份、ZnO 2-8份、BaO 30-45份、TiO2 28-40份、Al2O3 3-6份、ZrO2 3-8份、La2O3 1-5份、Nd2O3 0-1份和CoO 0-0.01份。
优选的方案中，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分：SiO2 10.8份、ZnO 5份、BaO 38份、TiO2 34份、Al2O3 4份、ZrO2 5.2份、La2O3 3份、Nd2O3 0.3份和CoO 0.003份。
该玻璃还包括Nd2O3 0-1份和CoO 0-0.01份。优选的方案中， Nd2O3 为0.3份，CoO为0.003份，Nd2O3和CoO为共掺补色的物质。
所述的BaO以碳酸盐（BaCO3）和硝酸盐（Ba(NO3)2）形式引入；Al2O3以氢氧化物（Al(OH)3）形式引入。
BaO以BaCO3形式引入，减少了Ba(NO3)2分解所产生的NO、NO2的污染气体，而适量的硝酸盐提供了玻璃澄清所需要的氧气；Al2O3以Al(OH)3形式引入，是由于Al2O3的熔点达2050℃，易出现熔化不完全的情况，在Al(OH)3较低的熔点下可以使Al2O3更好的进入玻璃中。
本发明还涉及所述玻璃的方法，包括以下步骤：
按照比例称取各组分的物料，混合均匀；然后在1450-1480℃下熔制2-5h，得到高均匀性的玻璃液；再对玻璃液消除气泡和条纹，最后进入模具内冷却成型；得到仿锆石玻璃。
所述原料混合时采用V 形混料机，时间为10-30分钟。
熔制过程中在熔化池底部采用铂金鼓泡器连续不断地向熔化池内鼓泡。
本发明还涉及所述的仿锆石玻璃制备的工艺品。
上述配方中，SiO2为形成玻璃的主要组分，并使玻璃具有一系列优良性能，如透明度、机械强度、化学稳定性和热稳定性等。
ZnO是中间体氧化物，在一般情况下以锌氧八面体作为网络外体氧化物，当玻璃中的游离氧足够时，可以形成锌氧四面体而进入玻璃的结构网络，使玻璃的结构更趋稳定。ZnO能降低玻璃的热膨胀系数，减少对耐火材料的侵蚀，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性光泽度。
BaO是二价网络外体氧化物，它能增加玻璃的折射率、密度、光泽和化学稳定性，是制造高折射率玻璃的主要组成成分之一。
TiO2是中间体氧化物，在玻璃中一部分氧化钛以钛氧四面体进入结构网络中，一部分以钛氧八面体处于结构网络外，可以提高玻璃的折射率和化学稳定性，增加吸收X射线和紫外线的能力，多用于制造高折射率的光学玻璃、吸收X射线和紫外线的防护玻璃。在现今环境保护的要求下，TiO2更是替代PbO成为光学玻璃的主要原料。
Al2O3能够降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性和机械强度，改善热稳定性。但含量不能太高，否则会增加析晶倾向，并易使玻璃原板上出现波筋等缺陷。
ZrO2是中间氧化物，能提高玻璃的粘度、硬度、弹性、折射率、化学稳定性，降低玻璃的热膨胀系数。ZrO2可用于制造化学稳定性和热稳定性良好的玻璃，以及高折射率玻璃。
La2O3能够提高玻璃折射率和透过率，提高玻璃化学稳定性，降低膨胀系数，提高玻璃硬度。
本发明的有益效果如下：
1、得到的仿锆石玻璃折射率达到1.94以上，密度4.0g/cm3以上，与锆石性质相同，可有效的成为锆石的替代品。且生产简捷连续，可批量生产。
2、本发明可以制得无色或通过添加不同着色剂得到各种颜色的仿锆石玻璃，且一致性好，具有良好的加工性能、压塑性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
一种仿锆石玻璃，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分：
SiO2 10.8份
ZnO 5份
BaO 38份
TiO2 34份
Al2O3 4份
ZrO2 5.2份
La2O3 3份
Nd2O3 0.3份
CoO 0.003份。
实施例2
一种仿锆石玻璃，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分：
SiO2 10.8份
ZnO 5份
BaO 40份
TiO2 34份
Al2O3 4份
ZrO2 5.2份
La2O3 1份
Nd2O3 0.3份
CoO 0.003份。
实施例3
一种仿锆石玻璃，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分：
SiO2 8份
ZnO 2份
BaO 30份
TiO2 28份
Al2O3 3份
ZrO2 3份
La2O3 1份
实施例4
一种仿锆石玻璃，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分：
SiO2 11份
ZnO 5份
BaO 40份
TiO2 34份
Al2O3 4份
ZrO2 3份
La2O3 3份。
实施例5
一种仿锆石玻璃，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分：
SiO2 12份
ZnO 8份
BaO 45份
TiO2 40份
Al2O3 6份
ZrO2 8份
La2O3 5份。
实施例6
一种仿锆石玻璃，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分：
SiO2 10.8份
ZnO 3份
BaO 42份
TiO2 34份
Al2O3 4份
ZrO2 5.2份
La2O3 1份。
以上实施例中，BaO以碳酸盐（BaCO3）和硝酸盐（Ba(NO3)2）形式引入；Al2O3以氢氧化物（Al(OH)3）形式引入。
所述仿锆石玻璃的制备方法，步骤如下：
1）按照比例称取各组分的物料，用 V 形混料机将各组分原料混合，混合时间为20分钟，得到混合均匀的原料；
2）将所述步骤1）混合均匀的原料加入到已经升温至1450℃以上的铂金坩埚中，在1460℃下熔制2 h，熔制过程中熔化池底部的铂金鼓泡器连续不断地向熔化池内鼓泡，将熔化池内的玻璃混合均匀，得到高均匀性的玻璃液；
3）所述步骤2）的玻璃液通过熔化池后壁底部的熔化池放料管流入后端的铂金器皿内进行消除气泡和条纹，得到消除气泡和条纹的玻璃液；
4）所述步骤3）消除气泡和条纹的玻璃液经过铂金直接通电加热的出料管，进入到成型模具内冷却；
完成仿锆石玻璃的制备。
实施例6所得仿锆石玻璃与锆石性质对比效果见表1，可见该仿锆石玻璃，在各项指标中均与锆石相同。
表1
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。